新教材2024高考物理二輪專題復(fù)習(xí)第一編專題復(fù)習(xí)攻略專題四電路與電磁感應(yīng)第10講直流電路與交流電路課件

第10講直流電路與交流電路知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建命題分類剖析素養(yǎng)培優(yōu)·情境命題知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建命題分類剖析命題點一直流電路的分析與計算1．閉合電路歐姆定律的三個公式(1)E＝U外＋U內(nèi)；(任意電路)(2)E＝U外＋I(xiàn)r；(任意電路)(3)E＝I(R＋r)．(純電阻電路)2．電路動態(tài)分析的兩種方法即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題，可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端去討論．例

1[2023·廣東模擬預(yù)測](多選)如圖所示電路，兩電源電動勢分別為E1、E2，內(nèi)阻分別為r1、r2，且E1＝E2，r1>r2，R為滑動變阻器，P為滑動變阻器滑片，燈泡電阻可認(rèn)為不變．現(xiàn)閉合開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2接1時，燈泡均正常發(fā)光，則下列說法中正確的是(

)A．若滑片P向下滑動，則L2變亮，L3變暗B．若滑片P向下滑動，則L1變暗，L2變亮C．若將單刀雙擲開關(guān)S2切換至2，則L1、L2、L3均變亮D．若將單刀雙擲開關(guān)S2切換至2，則電源的輸出功率可能變小答案：ABC

答案：C

例3[2023·浙江名校聯(lián)盟聯(lián)考]新冠肺炎患者中有13%的重癥患者和6%的危重患者需要給予及時的呼吸機治療，呼吸機成為生死攸關(guān)的戰(zhàn)略資源．呼吸機的核心部件之一是呼吸機馬達(dá)．下表是國內(nèi)某制造商生產(chǎn)的呼吸機馬達(dá)的主要參數(shù)．呼吸機馬達(dá)額定電壓24V空載電流0.2A額定轉(zhuǎn)速30000rpm額定負(fù)載扭矩100mN·m額定電流1.9A額定輸出功率32W下列說明正確的是(

)A.額定電流狀態(tài)下，馬達(dá)內(nèi)阻等消耗功率為13.6WB．利用空載狀態(tài)的參數(shù)，計算出馬達(dá)的內(nèi)阻是120ΩC．利用額定狀態(tài)的參數(shù)，計算出馬達(dá)的內(nèi)阻約為9ΩD．空載狀態(tài)下，馬達(dá)的輸出功率為4.8W答案：A解析：額定電流狀態(tài)下，馬達(dá)內(nèi)阻等消耗功率為Pr＝U額I額－P輸＝13.6W，故A正確；由于馬達(dá)不是純電阻元件，所以無論是在空載狀態(tài)還是額定狀態(tài)，都不能利用參數(shù)根據(jù)歐姆定律計算馬達(dá)的內(nèi)阻，故B、C錯誤；空載狀態(tài)下，馬達(dá)的輸入功率為P空＝U額I空＝4.8W，由于馬達(dá)內(nèi)阻會消耗功率，所以馬達(dá)此時的輸出功率小于4.8W，故D錯誤．

提升訓(xùn)練1.[2023·重慶南開中學(xué)質(zhì)檢](多選)小明為自己家的養(yǎng)牛場設(shè)計了一款補水提示器，其工作原理如圖所示．在忽略電表內(nèi)阻影響的情況下，下列分析正確的是(

)A．水量減少時，滑動變阻器的滑片向上移動B．如果選擇電壓表，電表示數(shù)變小反映水量增多C．如果選擇電流表，電表示數(shù)變大反映水量增多D．如果選擇電流表，R0可以在水太多時保護電路答案：ACD解析：根據(jù)裝置圖可知，水量減少，彈簧壓縮量減少，滑片上移，故A正確；若電表為電壓表，其測的是滑動變阻器上部分對應(yīng)的電壓值，示數(shù)減小，說明滑片上移，水量減少，故B錯誤；若電表為電流表，電流表測的是整個電路的電流，電流表示數(shù)變大，說明滑動變阻器接入電路的阻值減小，即滑片下移，水量增多，故C正確；如果選擇電流表，水太多時R接入電路的阻值很小，電路中電流很大，此時R0串聯(lián)在干路中，起到保護電路(電流表)的作用，故D正確．2．[2023·北京市昌平區(qū)前鋒學(xué)校二模]甲、乙兩種亮度可調(diào)的臺燈內(nèi)部電路示意圖如圖所示，其中甲臺燈通過變阻器調(diào)節(jié)燈泡亮度，乙臺燈通過改變理想變壓器副線圈的匝數(shù)調(diào)節(jié)燈泡亮度，兩臺燈所用電源和燈泡均相同，下列說法正確的是(

)A．兩臺燈均可使用直流電源B．甲臺燈的旋轉(zhuǎn)開關(guān)從1調(diào)到4的過程中，燈泡逐漸變暗C．乙臺燈的旋轉(zhuǎn)開關(guān)從1調(diào)到4的過程中，燈泡逐漸變亮D．當(dāng)兩臺燈亮度相同時，電源的輸出功率相同答案：C

3.[2023·人大附中高三摸底考試](多選)為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所用光敏電阻制作光控開關(guān)來控制照明系統(tǒng)，如圖為電路原理圖．圖中，直流電源電動勢為3V，內(nèi)阻可不計，R為可變電阻，RG為光敏電阻，其在不同照度下的阻值如表(照度是描述光的強弱的物理量，光越強照度越大，lx是它的單位)．照度/lx0.20.40.60.81.01.2電阻RG/kΩ754028232018若控制開關(guān)兩端電壓升至2V時將自動開啟照明系統(tǒng)，則以下說法正確的是(

)A.若將R接入電路的阻值調(diào)整為20kΩ，則當(dāng)照度降低到0.4lx時啟動照明系統(tǒng)B．若要使照明系統(tǒng)在照度降低到0.8lx時啟動，則要將R接入電路的阻值調(diào)整為46kΩC．R接入電路的阻值不變時，照度越大，控制開關(guān)兩端的電壓越大D．若要在光照更暗時啟動照明系統(tǒng)，應(yīng)將R接入電路的阻值調(diào)大答案：AD

3．正弦式交流電“四值”的應(yīng)用

表達(dá)式應(yīng)用最大值Em＝nBSω計算電容器的耐壓值瞬時值e＝Emsinωt計算某時刻所受安培力有效值電表的讀數(shù)及計算電熱、電功及保險絲的熔斷電流平均值計算通過導(dǎo)體的電荷量

答案：BD

考向2

交變電流的“四值”的分析、計算例2[2023·湖南卷](多選)某同學(xué)自制了一個手搖交流發(fā)電機，如圖所示．大輪與小輪通過皮帶傳動(皮帶不打滑)，半徑之比為4∶1，小輪與線圈固定在同一轉(zhuǎn)軸上．線圈是由漆包線繞制而成的邊長為L的正方形，共n匝，總阻值為R.磁體間磁場可視為磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場．大輪以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，帶動小輪及線圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直．線圈通過導(dǎo)線、滑環(huán)和電刷連接一個阻值恒為R的燈泡．

答案：AC

答案：B

2．[2023·金麗衢十二校聯(lián)考]如圖所示為一電流通過一電子元件后的波形圖(曲線部分為正弦式交變電流的一部分)，則下列說法正確的是(

)A．這是一種交變電流B．電流的變化周期為0.03sC．電流通過100Ω電阻時，電功率為100WD．電流通過100Ω的電阻時，一個周期內(nèi)流經(jīng)電阻的電荷量大于0.015C答案：D

答案：B

2．分清遠(yuǎn)距離輸電的三個回路和三種關(guān)系(1)理清三個回路(2)分清三種關(guān)系電壓關(guān)系U2＝ΔU＋U3電流關(guān)系I2＝I3＝I線功率關(guān)系P1＝P2P3＝P4

答案：BC

例2[2023·四川省成都市樹德中學(xué)高三三診]圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，電阻R＝10Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡．原線圈接一個經(jīng)雙可控硅調(diào)節(jié)后的電壓U，U隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，正弦交流電的每一個二分之一周期中，前四分之一周期電壓被截去．現(xiàn)將S1、S2、S3閉合，此時L2正常發(fā)光．下列說法錯誤的是(

)A．輸入電壓U的有效值為10VB．R消耗的電功率為10WC．只斷開S3后，L2能正常發(fā)光D．只斷開S2后，原線圈的輸入功率減小答案：B

答案：D

考向2

遠(yuǎn)距離輸電例4[2023·四川統(tǒng)考二模](多選)在遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)上，中國1100kV特高壓直流輸電工程是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠(yuǎn)、技術(shù)水平最先進的輸電工程．輸電線路流程可簡化為：如虛線框所示，若直流輸電線電阻為10Ω，直流電輸送功率為5.5×109W，不計變壓器、整流與逆變等造成的能量損失，則(

)A．直流電輸電線路上的電流為5×103AB．直流電輸電線路上損失的電壓為100kVC．降壓變壓器的輸出功率是4.5×109WD．若將1100kV直流輸電降為550kV直流輸電，受端獲得功率將比原來減少7.5×108W答案：AD

提升訓(xùn)練1.[2023·安徽省聯(lián)考](多選)如圖所示，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動觸頭P初始位置在副線圈正中間，輸入端接入電壓有效值恒定的交變電源，原、副線圈分別接可變電阻R1、R2，理想電壓表V1、V2的示數(shù)為U1、U2，理想電流表A1、A2的示數(shù)為I1、I2.

答案：ABD

2．[2023·浙江聯(lián)考](多選)杭麗鐵路被列入浙江省重大建設(shè)項目“十四五”規(guī)劃，杭麗高鐵建成后，麗水前往杭州的時間將縮短至1小時內(nèi)．新建成的高鐵將應(yīng)用許多新技術(shù)，圖示為高鐵的牽引供電流程圖，利用可視為理想變壓器(原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2)的牽引變電所，將高壓220kV或110kV降至27.5kV，再通過接觸網(wǎng)上的電線與車頂上的受電弓使機車獲得25kV工作電壓，則下列說法正確的是(

)A．若電網(wǎng)的電壓為110kV，則n1∶n2＝4∶1B．若高鐵機車運行功率增大，機車工作電壓將會高于25kVC．高鐵機車運行功率增大，牽引變電所至機車間的熱損耗功率也會隨之增大D．如果高鐵機車的電動機輸出機械功率為9000kW，電機效率為90%，則牽引變電所到機車間的等效電阻為62.5Ω答案：AC

素養(yǎng)培優(yōu)·情境命題交變電流的產(chǎn)生及含變壓器的三種模型模型一交變電流的產(chǎn)生分類情境圖示情境解讀兩個特殊位置中性面：Φ最大、e＝0、i＝0、電流變向中性面的垂面：Φ＝0、e最大、i最大、電流不變向交變電流的四值峰值Um＝nBSω瞬時值e＝Umsinωt或e＝Umcosωt模型二含變壓器的三種模型分類情境圖示情境解讀變壓器工作原理變交不變直，變壓不變頻變壓器動態(tài)分析一般有兩種：匝數(shù)比不變的情況和負(fù)載電阻不變的情況遠(yuǎn)距離輸電

答案：D

[典例2]

[2023·福建省寧德市質(zhì)檢]如圖所示為輸電能耗演示電路．左側(cè)變壓器T1原、副線圈匝數(shù)比為1∶3，輸入電壓為6V的正弦交流電．連接兩理想變壓器的導(dǎo)線